Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Сепиолит-аттапульгит-палыгорскит

Сепиолит-аттапульгит-палыгорскит

16.10.2017

Обезвоживание и фазовые изменения при нагревании. Поскольку было исследовано лишь небольшое количество образцов этих минералов, у нас нет уверенности, что полученные результаты можно распространить на всю группу.
На кривой обезвоживания, приведенной Наттингом, видна большая потеря воды до 100° и постепенная потеря выше этой температуры до температуры полного обезвоживания около 800°. Между 200 и 400° и выше 675° наблюдается сравнительно небольшое увеличение потери воды. Мижен приводит непрерывную, т. е. неравновесную, кривую потери веса для сепиолита, которая в общем аналогична кривой Наттинга: на ней видна большая потеря веса ниже 100° и постепенная потеря веса выше этой температуры. Кроме того, наблюдаются перегибы кривой, указывающие на сравнительно быструю потерю воды около 275—325°, 550—600° и выше 800°.
Дифференциальная кривая нагревания для сепиолита приведена на фиг. 76. На ней виден большой первоначальный эндотермический пик, начинающийся ниже 100°, который сопровождается рядом небольших эндотермических пиков между 200 и 700°. Температура пиков меняется у отдельных образцов. Между 700 и 800° обычно наблюдается совершенно четкая эндотермическая реакция, сопровождаемая тотчас же резкой экзотермической реакцией. Кайер опубликовала дифференциальные кривые нагревания для ряда сепиолитов, на которых видны указанные выше особенности и изменения.
Некоторые колебания в данных обезвоживания сепиолитов можно отнести за счет разнообразия их состава. Кроме того, в таком минерале, как сепиолит, у которого обезвоживание протекает постепенно, соответствующие термические реакции должны быть слабыми; следует также учитывать, что небольшие изменения в технике эксперимента могут привести к несколько различным результатам. По данным Мижена и Лоншамбона, ниже 350° выделяется и гигроскопическая и цеолитная вода. Считают, что гигроскопическая вода адсорбирована поверхностью этих минералов, а цеолитная находится в структурных каналах. Цеолитная вода теряется при более высоких температурах, и многие дифференциальные кривые нагревания сепиолитов показывают двойную эндотермическую реакцию несколько ниже 350°; первый более низкотемпературный пик соответствует потере гигроскопической воды, а высокотемпературный пик — потере цеолитной воды. При нагревании минерала до 350° изменений в структуре не наблюдается. Выше этой температуры потеря воды сопровождается небольшими изменениями боковых измерений волокон. Параметры а, по Мижену и Лоншамбону, увеличиваются, а параметры b уменьшаются. Изменений длины волокон не наблюдается. Такую модификацию минерала исследователи назвали «сепиолит II». Измененная форма сепиолита сохраняется примерно до 700°, после чего она переходит, по данным Кайер, в аморфную фазу. По-видимому, гидроксильная вода сохраняется первоначально в модифицированной фазе — сепиолите II. Если продолжать нагревание, вода сначала теряется постепенно; потом, в момент разрушения структуры, выделение ее идет быстро. Высокотемпературная эндотермическая реакция при 700—800° соответствует последнему моменту обезвоживания и сопровождается разрушением структуры.
Экзотермическая реакция непосредственно выше 800° возникает, вероятно, в результате развития фазы, состоящей из силиката магния. При 1000° Лоншамбон констатировал присутствие энстатита, а при 1300° — смеси энстатита и кристобалита.
Лоншамбон на ряде кривых расширения для сепиолита показал, что перпендикулярно осям волокон при 350° происходит сжатие порядка 1%, а при 800° наступает внезапное сжатие порядка 2%. Параллельно осям волокон вплоть до 800° происходит медленное постепенное сжатие порядка 0,5%. С увеличением температуры (в этих пределах) сжатие становится все более заметным. При 800° наступает резкое сжатие в направлении, параллельном осям волокон, достигающее 2%.
Наттинг дает кривую обезвоживания палыгорскита. Резкая потеря воды происходит ниже 100°, затем быстрая потеря при 150—200° и 375—425° и постепенная — выше 425°; обезвоживание заканчивается около 700°. На приводимой Лоншамбоном непрерывной кривой потери веса видны те же результаты.
На дифференциальных кривых нагревания палыгорскита и аттапульгита видна первоначальная эндотермическая реакция при 200° и дополнительные эндотермические реакции около 225—350° и от 400 до 525°, соответствующие приблизительно интервалу резкой потери воды на кривых обезвоживания. Определенного высокотемпературного эндотермического пика не наблюдается; видимо, небольшая потеря воды несколько выше 550° не вызывает термической реакции, которую можно было бы зафиксировать.
Кайер и Энен дают ряд дифференциальных кривых нагревания для палыгорскитов; они имеют те же особенности, за исключением лишь несколько больших эндотермических реакций. Различные подвергшиеся анализу палыгорскиты дают дополнительные изменения, особенно на высокотемпературном отрезке кривых. Это объясняется, по-видимому, некоторым различием в составе исследованных образцов, что вызывает изменения в высокотемпературных фазах.
Брэдли установил, что молекулы воды, находящиеся в каналоподобных промежутках структуры этих минералов, выделяются при температуре ниже 100°, т. е. температуре, которая соответствует первоначальной эндотермической реакции. Вода, расположенная вокруг ионов магния, теряется при более высокой температуре, что соответствует второй эндотермической реакции. Потеря гидроксильной воды из силикатной ячейки соответствует, вероятно, третьей эндотермической реакции. Большая часть гидроксильной воды теряется при 400°; остаток ее выделяется медленно при температурах от 450 до 700°.
Палыгорскит-аттапульгиты отличаются от сепиолитов тем, что потеря гидроксильной воды происходит более резко и обычно при более низкой температуре. Кроме того, по крайней мере некоторые сепиолиты содержат мало или совсем не содержат так называемую цеолитную воду, которая в аттапульгитах координационно связана с магнием.
По Лоншамбону, потеря воды до температуры 400° не сопровождается структурными изменениями. Около 400° наблюдается быстрое сжатие кристаллической решетка перпендикулярно длине волокон. Измененная структура сохраняется до 775°, когда происходит ее разрушение, сопровождающееся дальнейшим сокращением. По мнению Кайера и Энена, результаты Лоншамбона и Брэдли подтверждают то обстоятельство, что выше 400° отражения (MO) замещаются размытыми кольцами. Это объясняется дислокациями в октаэдрических элементах амфибо-ловых лент, что приводит к закрытию в структуре пустот или каналов с последующей утратой способности адсорбировать воду. В настоящее время сжатие решетки перпендикулярно осям волокон, описанное Лоншамбоном, не может быть объяснено.
Кайер и Энен установили, что высокотемпературные фазы некоторых аттапульгит-палыгорскитов представлены энстатитом, силлиманитом и кристобалитом. Высокотемпературные отрезки дифференциальных кривых нагревания заметно отличаются, следовательно, имеется значительная разница в высокотемпературных фазах, образующихся при нагревании минералов данной группы. По аналогии с монтмориллонитовыми минералами это можно объяснить разнообразием их химического состава и, возможно, структуры. Истинная природа высокотемпературных фаз и их соотношение со структурой и составом представляют предмет дальнейших исследований.
По Гриму, аттапульгит и монтмориллонит плавятся при одинаковой температуре. Что касается других членов этой группы, то мы еще не имеем достоверных данных о температурах их плавления; вероятно, они будут аналогичны аттапульгиту.
Регидратация. Относительно регидратации сепиолит-аттапульгит-палыгорскитовых минералов имеется очень мало сведений. По Мижену, вода, выделившаяся из сепиолита при температуре ниже 350°, легко поглощается снова, в то время как вода, теряемая при более высокой температуре, обратно не поглощается. Аттапульгит-палыгорскитовые минералы имеют, вероятно, те же особенности регидратации, что и сепиолит.